石墨烯:结构与键合
- 石墨烯由单层石墨组成,石墨是一层碳原子共价键合形成连续的六角形层
- 它本质上是一个二维分子,因为它只有一个原子厚
- 它具有非常不同寻常的特性,在制造中很有用复合材料和在电子产品
石墨烯是一种真正非凡的材料,具有一些意想不到的特性
石墨烯的性质
- 石墨烯具有以下特性:
- 这是非常强大的但令人惊讶的是光
- 它导热、导电
- 它是透明的
- 它是灵活的
- 强度:要想突破一块石墨烯,就需要一头平衡感极佳的大象
- 味道很浓由于其完整的模式和碳原子之间的强共价键。即使一块块石墨烯拼接在一起,它仍然是最坚固的材料
- 导电性:它有自由电子,可以沿着它的表面移动导电
- 已知它的电子移动速度比硅快200倍
- 它还是一种极好的热导体
- 灵活性:石墨烯碳原子之间的强键也非常灵活。它们可以被扭曲、拉伸和弯曲到一定程度而不断裂,这意味着石墨烯具有可弯曲和可拉伸性
- 透明:石墨烯能吸收2.3%的可见光,这意味着你可以在不需要处理任何眩光的情况下透过它看东西
- 这使得它有可能被用于制造未来的电脑屏幕
富勒烯
- 富勒烯是一组碳同素异形体,由形成的分子组成空心管或球体
- 富勒烯可以通过在目标分子周围形成并捕获它来捕获其他分子,使它们对目标有用药物输送系统
- 他们也有一个巨大的表面积它们对诱捕很有用催化剂分子附着在它们的表面,使反应物很容易接近它们,从而发生催化作用
- 一些富勒烯是极好的润滑剂,并开始在许多工业过程中使用
- 第一个被发现的富勒烯是巴克敏斯特富勒烯,人们亲切地称之为“巴克球”。
- 在富勒烯中,60个碳原子连接在一起,形成了20个六边形和12个五边形,从而形成了一个与足球形状完全相同的空心球体
巴克敏斯特富勒烯是第一个作为煤烟成分被发现的富勒烯。1996年的诺贝尔化学奖是由德克萨斯州莱斯大学和苏塞克斯大学的研究小组共同颁发的
纳米管
- 石墨烯还可以卷成圆柱体,产生一种有趣的富勒烯,称为a纳米管
- 这些有很高的抗拉强度并耐药断裂或拉伸
- 与石墨烯一样,纳米管也可以导电,这使得它们在复合材料和材料中很有用专用材料、电子产品和纳米技术
由石墨烯薄片轧制而成的纳米管结构示意图
考试技巧
问题经常要求你陈述和解释石墨烯或富勒烯的用途,所以确保你能陈述它们的用途,并将它们与它们的键合安排联系起来。